curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap...

18
university of copenhagen +10 mio. tons planen muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier Gylling, Morten; Jørgensen, Uffe; Bentsen, Niclas Scott; Kristensen, Inge Toft; Dalgaard, Tommy; Felby, Claus; Johannsen, Vivian Kvist Publication date: 2012 Document version Også kaldet Forlagets PDF Citation for published version (APA): Gylling, M., Jørgensen, U., Bentsen, N. S., Kristensen, I. T., Dalgaard, T., Felby, C., & Johannsen, V. K. (2012). +10 mio. tons planen: muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier. Fødevareøkonomisk Institut, Københavns Universitet. Download date: 08. Jun. 2020

Upload: others

Post on 02-Jun-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

u n i ve r s i t y o f co pe n h ag e n

+10 mio. tons planen

muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier

Gylling, Morten; Jørgensen, Uffe; Bentsen, Niclas Scott; Kristensen, Inge Toft; Dalgaard,Tommy; Felby, Claus; Johannsen, Vivian Kvist

Publication date:2012

Document versionOgså kaldet Forlagets PDF

Citation for published version (APA):Gylling, M., Jørgensen, U., Bentsen, N. S., Kristensen, I. T., Dalgaard, T., Felby, C., & Johannsen, V. K. (2012).+10 mio. tons planen: muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier.Fødevareøkonomisk Institut, Københavns Universitet.

Download date: 08. Jun. 2020

Page 2: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

+ 10 MIO. TONS PLANENmuligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier

Page 3: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

2 3

Om 10 millioner tons planenIndhold

Ønsket om at skabe bæredygtige løsninger inden for energisektoren har fået forskere på Københavns Universitet, Aarhus Universitet og forsknings- og udviklingsmedarbejdere fra DONG Energy til at indgå en samarbejdsaftale, der vil starte konkrete initiativer inden for forskning og uddannelse i grøn energi. En vigtig del af samarbejdet er en undersøgelse af, hvordan vi kan producere yderligere biomasse i forhold til i dag uden at det går ud over fødevareproduktionen, foderproduktionen eller miljøet. Undersøgelsen er her offentlig-gjort under titlen »10 millioner tons planen« og viser, at det kan lade sig gøre gennem en samlet satsning på bæredygtig teknologi og biologi.

Rapporten beskriver også effekterne af at etablere en dansk forsynet bioraffinaderisektor. For at virkeliggøre det kræves yderligere forskning og udvikling, særligt inden for land- og skovbrug men også inden for biologisk og kemisk konvertering af biomasse.

Initiativet understøtter BioRefining Alliance som samler danske virksomheder, offentlige partnere og organisationer med verdensklasse viden og teknologi inden for bioraffinering.

Projektet er del af den samarbejdsaftale, som Københavns Universitet, Aarhus Universitet og DONG Energy indgik i december 2011, der skal være med til at lancere konkrete initia-tiver inden for forskning og uddannelse i grøn energi.

Indhold 2

Om 10 millioner tons planen 3

Sammendrag og løsningsforslag 4

Rapportens løsningsforslag 5

Arealanvendelse 6

Ny teknologi kan forbedre samspillet mellem fødevarer, foder og industriel anvendelse 8

Rammebetingelser for øget biomasseproduktion 10

Vi kan fordoble biomasseproduktionen med smartere dyrkningssystemer 12

De tre scenarier 14

10 millioner tons ekstra biomasse kan nås 16

Ændret arealanvendelse 18

Hvad vil øget biomasseudnyttelse betyde for miljøet? 20

Vurdering af effekter på økonomi og beskæftigelse 24

Kan samfundet acceptere en sådan udvikling? 27

Virkemidler for at nå målet 28

Page 4: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

4 5

Grøn vækst og omstillingen til en bio-base-ret økonomi er centrale i forhold til en bæ-redygtig udvikling i en verden med knappe ressourcer. Men hvordan gøres det i praksis og hvad vil det helt konkret betyde for ikke bare dansk økonomi, og energiforsyning men også for miljø og natur? Er det muligt for dansk land- og skovbrug at producere biomasse til en ny bioraffinaderisektor uden, at det forringer miljø eller fødevare-produktion, og hvad vil en sådan omstilling betyde i forhold til økonomisk vækst og beskæftigelse?

Disse spørgsmål har dannet baggrund for en samlet undersøgelse af hvordan miljø, teknologi og økonomi kan kombineres til at inddrage biomasse i omstillingen til en grøn økonomi, og et sammendrag af den fulde undersøgelse præsenteres i denne rapport. Arbejdet er udført i fællesskab mellem Københavns Universitet og Aarhus Universitet

Udgangspunktet for undersøgelsen var, om det var muligt at øge den danske produk-

og det miljøoptimerede scenarier ligger lidt over og under målet.

Ydermere viser resultaterne, at der er mulig-heder for ganske betydelige forbedringer i forhold til miljøet. Udledningen af nitrat fra landbrugsjord kan reduceres med ca. 23.000 tons ligesom biodiversiteten kan øges.

Anvendes den ekstra biomasse i en dansk bioraffinaderisektor vil det give en afledt produktion på mellem 14 og 26 milliarder kroner. Dette vil give 12.000-21.000 nye arbejdspladser hovedsaligt indenfor pro-duktion og industri. En stor del af de nye jobs vil skabes i provinsen. Der er ikke med-taget effekter fra indtægter og beskæfti-gelse ved samtidig teknologieksport.

Produktionen fra en dansk bioraffinaderi-sektor vil for 10 millioner tons biomasse svare til ca. 20 % af vores naturgasforbrug og 30-50 % af vores benzin og dieselfor-brug. Dertil kan komme en produktion af foderprotein m.m. De endelige niveauer af-hænger dog af den teknologiske udvikling.

Sammendrag og løsningsforslag Rapportens løsningsforslag

Vi kan producere 10 millioner tons ekstra biomasse frem til 2020 inden for rammerne af vores allerede eksisterende land- og skovbrug uden at det påvirker foder- eller fødevareproduktionen. Samtidig kan vi re-ducere miljøpåvirkningen markant og øge biodiversiteten i Danmark. Dette er blandt andet muligt fordi:

• Vi kan øge halmopsamlingen fra marker-ne med 15 % gennem let optimering af landmændenes høstudstyr.

• Skifte til mere halmrige kornsorter.• Vi kan fordoble afgrødeproduktionen pr.

hektar ved at lægge om til dyrkningssy-stemer med længere vækstsæsonen i form af flerårige afgrøder som pil eller græs eller dobbeltafgrøder.

• Vi kan reducere nitratudvaskningen fra landbruget markant ved at omlægge til mere miljøvenlige dyrkningssystemer som flerårige afgrøder, flere efterafgrø-der og øget skovrejsning.

• Vi kan øge mobilisering af biomasse fra skovene.

• Vi kan øge væksten i skovene gennem forædling og øget anvendelse af hurtigt-voksende træarter.

• Vi kan høste biomasse fra ca. 70.000 ha engarealer, og samtidig skabe øget biodi-

duktion. Et af de forventede produkter fra bioraffinaderierne er nemlig foder, og hvis 10 % af den gule og grønne biomasse (halm og græs) i scenarierne omsættes til foder vil det mere end erstatte produktio-nen fra det reducerede foderareal.

Scenariernes biomasseproduktion svarer nogenlunde til den mængde, som Klima-kommissionen har anslået vil være til rådig-hed for vores energisystem fra nationale kilder i 2050. Det afhænger dog af, hvor effektivt biomassen udnyttes og hvor stor en andel der udtages til foder.

Det er en omfattende proces at indføre nye dyrknings- og høstmetoder samt nye afgrø-der i landbruget. Og det er en udvikling der ikke kommer af sig selv, hvis ikke landmæn-dene kan se fordele i det. Der skal derfor etableres aktivt samarbejde mellem industri, landbrug, myndigheder og forskning.

Det vil også være vigtigt med valg og fravalg i processen. Det er langt fra ligegyldigt, hvil-ke produktionssystemer der vælges til dyrk-ning af store mængder biomasse, hvis vi og-så vil opnå store miljøfordele. Der kan f.eks. være 3 gange højere nitratudvaskning fra enårige dyrkningssystemer end fra flerårige.

tion af biomasse fra land- og skovbrug med 10 millioner tons. Samtidig måtte der ikke ske nogen reduktion i fødevarepro-duktionen, landbrugsarealet måtte ikke ud-vides ligesom man skulle søge løsninger som ville give positive effekter i forhold til vandmiljø og biodiversitet. Derudover er der også taget hensyn til bevarelse af jor-dens frugtbarhed og kulstofindhold.

Rapporten beskriver 3 scenarier:

• Et business as usual scenarie hvor vi blot øger udnyttelsen af det land- og skov-brug vi har i dag.

• Et biomasseoptimeret scenarie hvor både land- og skovbrug tilpasses til den maksi-male biomasseproduktion.

• Et miljøoptimeret scenarie hvor udled-ning af næringsstoffer reduceres mest muligt og biodiversiteten styrkes ved ud-lægning af urørt skov.

For business as usual scenariet kan målet om de 10 millioner ekstra tons biomasse ik-ke opfyldes, mens det biomasseoptimerede

versitet ved at de ikke gror til i brænde-nælder og pil. Samtidig kan man fjerne biomasse og næringsstoffer fra ca. 7.000 ha vejrabatter så der opnås en mere vari-eret flora.

• Vi kan forbedre udnyttelse af gylle fra den animalske produktion.

For landbrugets vedkommende vil den eks-tra biomasse kunne fremskaffes ved en for-bedret bjergningsteknik for halm, et æn-dret sortsvalg i retning af mere halmrige sorter og endelig ændrede dyrkningssyste-mer. De to første tiltag vil kunne iværksæt-tes indenfor en 5 års periode, mens en overgang til nye dyrkningssystemer i stor-skala næppe kan forventes implementeret inden 2020.

For skovbrugets vedkommende vil en øget mobilisering af biomasse kunne iværksæt-tes indenfor en kort tidshorisont, mens for-ædling og tilplantning med andre træarter i sagens natur har et længere tidsperspektiv.

I rapportens scenarier reduceres det areal der skal til for i 2020 at producere ligeså meget foder og fødevarer som i dag) med ca. 9 %. Men det vil alligevel være muligt at opretholde den nuværende fødevarepro-

Page 5: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

6 7

Arealanvendelse

Danmark er stærkt præget af kultivering (figur 1). Af et samlet landareal på 43.100 km2 bruges 26.000 km2 til landbrug, sva-rende til 62 % af landarealet. Skov dækker ca. 5.800 km2 (14 %), hvoraf det meste er dyrket skov. De resterende ca. 11.300 km2 (24 %) bruges til natur, strande, byer, byg-ninger, veje og anden infrastruktur m.m. BiomasseproduktionLand- og skovbrugDen høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør i alt ca. 18 millioner tons tør-stof (figur 2), mens produktionen er godt 2 millioner tons større. Korn, græs og grønt-foder samt halm udgør de største dele af produktionen, men hvor en del af halmen ikke bjærges men nedmuldes. Landbrugs-

arealet er næsten 5 gange større end skov-arealet, men ’producerer’ 11 gange så me-get biomasse. Dette skyldes ikke kun at landbrugsproduktion generelt er mere in-tensiv end skovproduktion mht. gødskning og plantebeskyttelse. I traditionel land-brugsproduktion høstes en større del af den biologiske primærproduktion end det normalt er tilfældet i skovbruget. I Dan-marks skove høstes omkring 1,5 millioner tons tørstof ud af en samlet overjordisk produktion på 2,4 millioner tons. Således bliver 40 % af den producerede overjordi-ske biomasse i skovene brugt dels til at for-øge lageret af træbiomasse i skovene, dels som uudnyttet biomasse der omsættes lø-bende, hvoraf noget i sidste ende indgår i mere permanente kulstofpuljer. I landbru-

AffaldDen samlede affaldsproduktion udgjorde i 2009 13,9 millioner tons, svarende til 2,5 tons pr dansker. Herafer en stor del er bio-logisk materiale (tabel 1). De danske af-faldsressourcer udnyttes i høj grad allerede. En stor del forbrændes til produktion af el og varme. En del af de biologiske affalds-fraktioner genanvendes til papir og pap (papir og pap), kompost (grene, blade, græs), spånplader (træ) og biogas (slam). Der er således ikke en stor uudnyttet res-source, der kan indgå i produktionen af 10 millioner tons ekstra biomasse, men der er betydeligt potentiale for en øget grad af genanvendelse af den forbrændingsegnede fraktion ved en højere grad af sortering.

BiomasseanvendelseDen danske primærproduktion af biomasse bruges til mange forskellige formål (figur 3). De areal- og mængdemæssigt store afgrø-der i landbrugsproduktionen (korn, græs og grøntfoder) anvendes overvejende til fo-der, mens f.eks. frugt og grønt primært an-vendes direkte til mad. Af den mængde halm, der bjerges, bruges omkring halvde-len til energiproduktion og den andel halv-del i forbindelse med husdyrhold. Træbio-massen anvendes for en stor dels vedkom-mende til energiformål, enten som brænde i private husholdninger eller i den decentrale el- og varme produktion. 36 % af hugsten fra skovene anvendes i træindustrien.

Tabel 1. Produktion og anvendelse af biologiske affaldsfraktioner i Danmark i 2009. Baseret på data fra Miljøstyrelsen.

Anvendelse Genanvendelse Forbrænding Deponi

Fraktion Millioner tons (friskvægt)

Forbrændingsegnet 2,9 0,007

Papir og pap 0,7

Madspild 0,2

Grene, blade, græs 0,8

Træ 0,1

Slam 0,6 0,3 0,02

Figur 1. Arealanvendelse i Danmark i 2009. Opgørelsen er baseret på data fra FN's fødevareorga-nisation, FAO og på Danmarks Statistik.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1

Mill

ione

r ton

s tør

stof

Træ fra hegn og haver

Løvtræ

Nåletræ

Halm

Græs og grøntfoder

Rodfrugter

Bælgsæd

Græsfrø

Raps

Korn

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1

Mill

ione

r ton

s tør

stof

Træ fra hegn og haver

Løvtræ

Nåletræ

Halm

Græs og grøntfoder

Rodfrugter

Bælgsæd

Græsfrø

Raps

Korn

Biomassehøst i Danmark

Figur 2. Biomassehøst fra land og skovbrug i Danmark i 2010. Baseret på data fra Dan-marks Statistik og Energistyrelsen.

get lagres kun i sjældne tilfælde biomasse i stående afgrøder udover den årlige omsæt-ning. Men også her efterlades en vis mængde biomasse i form af stubbe, blade, toppe og ikke bjerget halm, som bidrager til jordens kulstofpulje. Anden træbiomasseDer vokser også træer uden for skovene. Foreløbige undersøgelser tyder på at træer i levende hegn, langs vej og jernbaner, i parker og haver dækker mellem 100.000 og 200.000 ha. Produktionen på sådanne arealer er ukendt, men udgør formentlig en væsentlig ressource. Det er estimeret, at der på nuværende tidspunkt høstes bræn-de fra hegn og haver svarende til ca. 0,7 millioner tons tørstof.

11 % Konsum

4 % Foder

100 % Brænde

Træ fra hegn og

haver

8 % Anden anvendelse

Rod-frugter

28 % Energisektor

36 % Brænde

36 % Træindustri

Træ fra skove

49 % Energi

19 % Strøelse

4 % Industriformål

14 % Eksport og lagerændring

3 % Udsæd 2 % Mel og gryn

77 % Foder Korn

Bjerget halm

Græs og grøntfoder

100 % Foder

32 % Foder

77 % Industriformål

Figur 3. Anvendelse af de mængdemæssigt store fraktioner af primær biomasseproduktion i Danmark.

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

Overflade Anvendelse Afgrøder

km2

Skovbrug-andet

Skovbrug-blandskov

Skovbrug-løvskov

Skovbrug-nåleskov

Landbrug-andet

Landbrug-rodfrugter

Landbrug-raps

Landbrug-græs og grøntfoder

Landbrug-korn

Natur og byer

Skovbrug

Landbrug

Vand

Land

I alt

Danmarks arealanvendelse

Page 6: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

8 9

Ny teknologi kan forbedre samspillet mellem fødevarer, foder og industriel anvendelseBiomasse er hovedsageligt opbygget af kul-hydrater og lignin. Kulhydraterne kan deles op i cellulose, hemicellulose, stivelse og sukre. Cellulosen og hemicellulosen findes i stængler og blade mens stivelse findes i kerner og frø. Lignin er en helt anden slags organisk stof, som er opbygget af pheno-ler. Funktionen af lignin er at tilføje planter-ne stivhed og modstandskraft mod angreb fra nedbrydende svampe. Derudover inde-holder biomasse mindre mængder af pro-teiner og olier, men der er meget stor for-skel på de forskellige typer af biomasse, og selv indenfor de samme arter kan der være en del variation. Dette giver en udfordring for de teknologier der skal bruges til at konvertere biomassen, men det giver også muligheder for en langt bredere anvendel-se og tilpasning af biomasse og teknologi.

For affaldsbiomasse gælder at det er en blanding af flere forskellige typer af bio-masse, hvor fødevarerester og papir udgør de største andele. Affald fra husdyrproduk-tion, bedre kendt som gylle, indeholder ud-over de almindelige indholdsstoffer også en del organiske syrer.

BiomassekonverteringKonvertering af biomasse kan følge tre grundlæggende veje; termokemisk, bioke-misk eller katalytisk-kemisk konvertering.

Ved termokemisk konvertering nedbrydes biomassen ved høj temperatur. Er der til-strækkelig ilt til stede får man en forbræn-ding som giver varmeenergi. Fjernes ilten bliver biomassen til gas. Dette kaldes forgas-ning. Gassen kan brændes af i en motor eller turbine til elektricitetsproduktion eller ren-

ses og omdannes til flydende brændsler. I dag bruges hovedsaligt forbrænding til at fremstille varme og elektricitet. Fremstilling af flydende brændsler fra forgasning er end-nu på forsøgs- og demonstrationsstadiet.

Den biokemiske fermentering af sukre til ethanol er en hyppigt anvendt konvertering af biomasse, der allerede kører i industriel skala. Biogasproduktion (også fermentering) tilhører også det biokemiske konverterings-spor. Kendetegnende for biokemisk konver-tering er tilstedeværelsen af levende orga-nismer som gær, svampe eller bakterier, der ved deres stofskifte omdanner sukker, olie eller protein fra biomassen. Lignin kan ikke omdannes ved biokemisk konvertering.

Katalytisk-kemisk konvertering bruges oftest sammen med andre konverteringsmetoder

og medfører som navnet antyder en kemisk omdannelse af biomassens enkeltkompo-nenter. Dette kan f.eks. være hemicellulo-ses omdannelse til den kemiske byggesten furfural eller omdannelsen af rå planteolie til biodiesel ved hjælp af transesterificering.

Biomasse og konvertering skal passe sammenBiomassens sammensætning har væsentlig indflydelse på hvordan den kan konverte-res. Træbiomasse har et lavt indhold af sal-te, men et højt indhold af lignin og er der-for velegnet til forbrænding og forgasning. Biomasse fra halm og græsser har et højt indhold af salte, men et lavere indhold af lignin og de er derfor velegnede til fermen-tering f.eks. til ethanol. For biogas gælder, at halm kræver forbehandling for at give høj omdannelse mens græsser, majs og lig-nende nemt omdannes.

Man kan godt forgasse halm ved lavtempe-ratur forgasning, men det er endnu ikke så effektivt ifald man vil producere andet end varme og elektricitet. Omvendt gælder for fermentering, at nåletræ godt kan laves til ethanol, men det høje indhold af lignin sænker effektiviteten og øger omkostnin-gerne.

Biomasse med et meget højt vandindhold som f.eks. gylle og husholdningsaffald er mindre egnede til forbrænding eller forgas-ning, men det kan godt lade sig gøre med et forholdsvis stort tab. Omvendt er de samme biomasser meget velegnede til en biogasproces.

Konvertering af biomasse kan bevare eller nedbryde næringsstoffer og foderNår biomassen konverteres ved forbræn-ding eller forgasning mistes alt kvælstoffet. For fosfor vil forbrænding og højtempera-tur forgasning gøre dette utilgængeligt for planterne. Lavtemperatur forgasning beva-rer næringsstofferne fosfor og kalium, men kvælstof mistes i processen. Biologisk kon-vertering af biomassen bevarer alle næ-ringsstofferne i en form der er tilgængelig for planterne, og disse kan tilbageføres til planteproduktionen, hvis det ønskes.

I træ og halm findes kvælstof og fosfor kun i meget lave koncentrationer sammenlignet med gylle og affald. Tilbageførsel af næ-ringsstoffer er særligt vigtig hvis biomassen indeholder høje koncentrationer af disse.

Indeholder biomassen protein eller olier af foderkvalitet vil disse blive bevaret og ty-pisk forbedret når biomassen konverteres

til ethanol. Ved forbrænding, forgasning og biogas ødelægges alle foderkomponenter.

Optimeret konvertering af biomasseDet er muligt at tilpasse biomasse og kon-vertering til hinanden således at der udover energi også produceres fødevarer, foder og materialer. Samtidig vil man kunne tilbage-føre alle næringsstofferne til de marker og skove de oprindeligt kom fra. Dette er også kendt som bioraffinering og har et stort potentiale både i forhold til økonomi og bæredygtighed. Teknologien er stadig i en opbygningsfase, men de grundlæggende processer er udviklet.

Princippet er at anvende biomassens kom-ponenter der, hvor de gør størst nytte og derfor typisk også har størst værdi. Det vil i praksis sige, at cellulose og hemicellulose omdannes til sukre og fermenteres til brænd-sler og kemikalier. Lignin skal forbrændes til produktion af varme og elektricitet eller forgasses og raffineres til brændsler og ma-terialer, og endelig skal proteiner og olier Figur 4. Typisk sammensætning af forskellige biomasser. Data fra Jørgensen et al. og Jensen et al.

udvindes til foder og fødevarer. Når alt an-det er udvundet af biomassen omdannes den resterende del til biogas sammen med affald og gylle.

Der tales i praksis om forskellige teknologi-platforme til omdannelse af biomasse; en sukkerplatform, en lignin platform og en forgasningsplatform. Et bioraffinaderi vil in-deholde alle tre platforme og kombinere disse så der opnås maksimalt udbytte i for-hold til energi, foder og materialer. De en-kelte teknologier hertil er udviklet, men der forestår stadig meget arbejde med at op-bygge og integrere dem.

Et vigtigt element ved anvendelse af ny tek-nologi til optimeret konvertering af bio-masse er, at det vil reducere arealanvendel-sen. Ved at udnytte biomassens kompo-nenter optimalt kan der produceres flere ydelser fra det samme areal. Heri ligger der en stor og vigtig værdi i forhold til reduce-ret miljøbelastning og effektiv anvendelser af ressourcer.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

SSukker Lignin Protein/OOlie Saalte

Træ

Halm

Græs

Affald

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

Page 7: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

10 11

Effektiv produktionen af biomasse fra skov- og landbrug vil sammen med ny teknologi i form af bioraffinaderier være en central og nødvendig platform for udviklingen af en grøn bioøkonomi.

Dette vil stille store krav til jordbrugets ev-ne til på en bæredygtig og etisk acceptabel måde at øge leverancen af biomasse, uden at det påvirker forsyningen af foder og fø-devarer. Det er i denne sammenhæng også et spørgsmål om dette kan lade sig gøre in-denfor de gældende rammebetingelser.

Der produceres i dag omkring 20 millioner tons tørstof (biomasse) i det danske skov- og landbrug, hvor hovedparten af produk-tionen fra landbruget anvendes til foder og fødevarer, mens kun en mindre del anven-des til energi og industrielle formål. I skov-bruget går ca. halvdelen af hugsten til gavntræ og ca. halvdelen direkte til energi.

Jordbruget er reguleret af en række miljø- og naturhensyn, der alle giver nogle ram-mer for jordbrugets produktionsmuligheder. De overordnede mål er at sikre kvaliteten af vandmiljøet, sikre produktionsgrundlaget og naturen. Der er derfor en række gene-relle restriktioner gældende for hele jord-bruget i forhold til anvendelse af gødning og plantebeskyttelsesmidler (pesticider ) li-gesom der er forskellige restriktioner af dyrkningen af særligt følsomme eller natur-mæssigt værdifulde arealer. Der vil bl.a. bli-ve udlagt 10 meter randzoner omkring en række vandløb hvor dyrkning ikke er tilladt.

Rammebetingelser for øget biomasseproduktion

Et andet væsentligt element er restriktioner i anvendelse af husdyrgødning og krav om ef-terafgrøder i kornsædskifter med det formål at nedbringe næringsstofudvaskningen.

Skovbruget har færre reguleringer – men gennem Skovloven er store dele af arealet pålagt at gennemføre bæredygtig skov-drift. Anvendelse af gødning er begrænset til ganske få unge bevoksninger.

Der er derfor indenfor de eksisterende ram-mevilkår kun relativt få muligheder for at øge biomasseproduktionen gennem en in-tensivering af den nuværende produktion

ved øget anvendelse af indsatsfaktorer som gødning og pesticider.

Der er derimod betragtelige muligheder for en øget produktion af biomasse gennem en omlægning af produktionssystemerne, valg af afgrøde og sort samt en differentie-ret arealanvendelse. En del af disse tiltag vil kunne ske indenfor de allerede eksisteren-de regler, mens andre vil kræve en tilpas-ning af reglerne i retning af en mere diffe-rentieret regulering. Der kan således være tale om en ekstensivering af de følsomme arealer mod en intensivering af de mere ro-buste arealer.

Der er et politisk ønske om at fremme et mere bæredygtigt jordbrug og samtidig øge den samlede biomasseanvendelse til energi og industrielle formål, for derigen-nem at fremme et mere grønt samfund og en grøn økonomi.

Grøn Vækst planen, der blev vedtaget i 2010, er et udtryk for dette ønske, hvor særligt landbruget som leverandør af grøn energi er et af elementerne.

Der kan også i løbet af de næste år forven-tes en række ændringer i EU’s landbrugs-politik i retning af en mere grøn landbrugs-politik. Som det ser ud for nuværende er der især tale om tre elementer, der vil kun-ne påvirke landbrugets produktionsmulig-heder:

Afgrøde diversificering. Landbrug over en vis minimumsstørrelse, skal dyrke mindst tre forskellige afgrøder. Ingen af disse tre afgrøder må dyrkes på mindre end 5 % af arealet, og hovedafgrøden må ikke dyrkes på mere end 70 % af arealet.

Opretholdelse af permanente græsarealer på bedriftsniveau: Landbrugere skal opret-holde de permanente græsarealer, som de angiver i deres støtteansøgning for 2014 i årene fremover.

Miljøfokusarealer. Landbrugere skal afsæt-te mindst 7 % af deres landbrugsareal und-tagen permanent græsareal, til miljøfokus areal, som kan omfatte brakarealer, land-skabstræk og bræmmer mv. Dette skal gælde på bedriftsniveau

Skovbruget forventes ikke i samme grad påvirket af EU’s politik, men skovbruget vil blive påvirket af den forventede stigende efterspørgsel på biomasse fra skove.

FOT

O: V

IVIA

N K

VIS

T JO

HA

NN

SE

N

FOT

O: V

IVIA

N K

VIS

T JO

HA

NN

SE

N

Page 8: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

12 13

Der er muligheder for at hente mere bio-masse ud af de eksisterende landbrugs-sædskifter og skove gennem forholdsvis enkle tiltag. Men der er også muligheder for at skrue helt nye bioraffinaderisædskif-ter sammen, som yderligere kan øge bio-masseudbyttet, samtidigt med at miljøpå-virkningen reduceres (se senere afsnit).

Udnyt solen hele sommerenKornafgrøder udnytter ikke solens stråler i hele vækstsæsonen, da de fra juli til og med september modner, høstes, pløjes og gensås. Afgrøder, der er grønne og pro-duktive gennem hele vækstsæsonen (f.eks. græsafgrøder og træer), har derfor et stør-re udbyttepotentiale. Men også roer, som godt nok kommer sent i gang om foråret, formår at udnytte en meget stor del af det totale udbyttepotentiale. Hvis hele vækst-sæsonens indstråling udnyttes til biomasse-produktion, vil det teoretisk være muligt at producere over 30 tons tørstof pr. hektar i Danmark. Dagens høstudbytte af tørstof i landbrugets største afgrøde, hvede er ca. 9 tons pr. hektar, når kerne og halm lægges sammen, så der er et stort potentiale for mere effektiv lagring af solens energi i bio-masse.

En forbedret udnyttelse af indstrålingen vil kunne opnås ved at høste kornet før det er helt modent og lagre det i gastætte siloer. Det vil giver mulighed for at høste et større og muligvis lettere omsætteligt halmudbyt-te og at så efterafgrøder eller nye hovedaf-grøder midt på sommere.

Vi kan fordoble biomasseproduktionen med smartere dyrkningssystemer

Fotosyntesen kan blive mere effektivMed et varmere klima bliver det aktuelt at udnytte afgrøder med den såkaldte C4-fo-tosyntese, der under varme forhold omsæt-ter solindstrålingen ca. 30 % mere effektivt end afgrøder med C3-fotosyntese. Majs er i dag den eneste større landbrugsafgrøde, der udnytter denne mulighed, og majsen er meget produktiv på trods af dens forholds-vis korte vækstsæson. Elefantgræs, der dyr-kes på et betydeligt areal i England, men endnu kun meget begrænset i Danmark, har en mere kuldetolerant C4-fotosyntese end majs og kan derfor udnytte solindstrå-lingen over en større del af året. I en un-

dersøgelse gennemført i USA’s majsbælte, gav elefantgræs ca. 60 % større tørstofud-bytte over en vækstsæson end majs. En an-den mulighed for at udnytte sollyset året rundt i Danmark er at dyrke majs med C4-fotosyntese om sommeren og en kuldeto-lerant C3-afgrøde (f.eks. vinterrug) over vin-ter og forår.

Ved at udvikle og udnytte disse forskellige muligheder er der potentiale for, at total-udbyttet af biomasse kan fordobles (til 15-20 tons tørstof pr. hektar) i forhold til da-gens udbytter i fødevare- og foderafgrø-der. Og hvis bioraffinering af den fordoble-

de produktion, ud over energi og materia-ler, kan producere foderprodukter, kan den nuværende fødevareproduktion i dansk landbrug opretholdes.

De umiddebare mulighederDer er også muligheder for på den korte bane at øge udbyttet fra de eksisterende produktionssystemer. De nuværende sorter af korn er alle udvalgt over mange års for-ædlingsindsats efter maksimalt kerneud-bytte. Halm har været et biprodukt, som der samlet set var mere af, end der var af-sætning for, og landmændene har ikke haft et incitament for at dyrke halmrige sorter. Flere undersøgelser viser dog, at der er mulighed for at øge halmudbyttet ved ændret sortsvalg, uden at det behøver at reducere kerneudbyttet. Hvis der er efter-spørgsel efter halm og dermed gode priser, vil det være attraktivt for landmændene at skifte til halmrige sorter.

At halm ikke har været et primært produkt ved korndyrkning afspejles også i, at der ved de gængse høstmetoder efterlades en betydelig del af den producerede halm på marken. Specielt de små dele som avner og blade bjærges ikke. Ved ændringer i meje-tærskernes udformning eller ved at benytte sig af totalhøst eller ribbehøst af kornet kan man øge de bjærgede halmmængder med mellem 12 og 30 %.

Forædling af skovtræerFor løvtræarterne i Danmark gælder, at der i dag benyttes et genetisk materiale, som

kun sjældent er forædlet – poppel er dog undtaget. For nåletræerne har der været en forædlingsindsats på især rødgran og sitkagran, men også lærk og i mindre grad på douglasgran. Men det er en forædling, der har været fokuseret på vigtige egenska-ber for gavntræproduktion som stamme-rethed og vedegenskaber men ikke egent-lig biomasseproduktion. Der er stadig et bredt genetisk materiale til rådighed som er i afprøvning.

Sammenlignet med forædling af landbrugs-afgrøder tager skovtræforædling lang tid, da træarter er adskillige år gamle før de blom-strer. Fra dansk side har man været med blandt pionererne og arbejde fra Forstbota-

nisk Have og senere Arboretet har været banebrydende. Der er opbygget en meget væsentlig pulje af forsøg og viden om en-kelttræers produktionsevne, der kun i be-grænset omfang er udnyttet. For de almin-deligste nåletræarter i Danmark vurderes det, at vedproduktionen kan øges med 25-35 % ved udnyttelse af forædlet plantemateriale.

Blandt de dyrkede træer i Danmark er det særligt de indførte nåletræarter, der udvi-ser stor produktion. En af årsagerne hertil er, at nåletræer, bortset fra lærk, ikke taber produktionsapparatet (nåle/blade) om ef-teråret og derfor er i stand til at udnytte solindstråling over en længere periode end løvtræer og de fleste landbrugsafgrøder.

FOT

O: V

IVIA

N K

VIS

T JO

HA

NN

SE

N

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

Page 9: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

14 15

I analyserne sammenligner vi tre scenarier for øget biomasseproduktion og udnyttelse i år 2020 med udnyttelsen og den samlede arealanvendelse som den var i år 2009. I business-as-usual scenariet antages en øget udnyttelse af den allerede tilgænge-lige biomasse i f.eks. halm, gylle og raps-olie, men der gennemføres ingen tekniske optimeringer af høstteknik, sorts- eller artsvalg.

I det biomasseoptimerede scenario gen-nemføres en række optimeringer for at øge biomassemængden, og i det miljøoptime-rede gennemføres yderligere en række til-tag for at fremme bæredygtigheden i form af f.eks. reduceret nitratudvaskning, øget lagring af kulstof i jord og øget biodiversitet.

En kortfattet oversigt over indholdet i de enkelte scenarier ses herunder. I ingen til-fælde indregnes hele ressourcen af bipro-dukter (halm, gylle, enggræs og vejkanter), idet der er anslået en maksimal teknisk ud-nyttelse ofte på 70-80 % af den samlede ressource. For detaljer om de anvendte for-udsætninger henvises til baggrundsnotater.

Business-As-Usual (BAU)• Ingen ændringer i arts- og sortsvalg eller

høstteknologi, men restbiomasse (halm, gylle og enggræs) udnyttes.

• Historisk stigning i udbytte, fodereffekti-vitet, arealudtag og økologisk jordbrug indregnes (svarende til Klimakommissio-nens forudsætninger). Fremtidig ændring i EUs landbrugspolitik indregnes ikke.

De tre scenarier

• Eksport og import af korn, soja o.a. ind-regnes ikke i biomassegrundlaget.

• Eksisterende tilplantning med flerårige energiafgrøder fremskrives.

• 1.900 ha årlig skovrejsning.• Artssammensætning som det nuværende

skovareal.• Øget mobilisering af skovbiomasse, men

hugst mindre end tilvækst.

Biomasseoptimeret (Biomasse)• Omlægning til kornsorter med 15 %

mere halm.• Øget halmopsamling (15 %) ved ændret

høstteknologi.

• Raps på planteavlsbedrifter lægges om til roer (tørstofudbytte 14 t rod + 5 t top).

• Lavbundsarealer uden gødningsaftaler gødskes til maksimering af græsudbytte.

• Samme kornareal som omlægges i miljø-scenariet (ca. 149.000 ha) lægges om til roer.

• Vejrabatter, grødeskæring og efterafgrø-der udnyttes (efterafgrødeareal frem-skrevet som følge af Grøn Vækst og krav i forbindelse med husdyrgodkendelser).

• 1.900 ha årlig skovrejsning.• Udstrakt brug af hurtigt voksende træar-

ter som ammetræer og indblanding i skovkulturer og ved skovrejsning.

• Forædlingsgevinst for træer udnyttes.• Nåleskov forynges med nåleskov, og løv-

skov forynges med 50/50 løv- og nåle-skov.

• Stærkt øget mobilisering af skovbiomas-se omtrent af samme størrelse som til-vækst.

Miljøoptimeret (Miljø)Som biomasseoptimeret, men:• Ingen halmfjernelse i områder med kri-

tisk lavt kulstofindhold i jorden.• Øget efterafgrødeareal (81.000 ha).• Flerårige energiafgrøder i stedet for roer

(frem til 2020 forventes udbyttet at blive ca. 15 t/ha med en forventning om sene-re at nå roers udbytte).

• Ingen korn i områder med nitratretenti-on under 35 % - i stedet flerårige ener-giafgrøder.

• Lavbundsarealer gødskes ikke (dog evt. med K).

• 4.500 ha årlig skovrejsning.• Forædlingsgevinst for træer udnyttes• 47.000 ha løvskov, der er mere end 100

år gammel udlægges som urørt. • Løvskov forynges med løvskov og nåle-

skov forynges med 50/50 løv- og nåle-skov

• Hugst væsentlig mindre end tilvækst.

Grundlag for beregningerne.Data for dansk landbrugs arealanvendelse, udbytter, husdyrgødningsproduktion m.m. er indhentet fra en række databaser: Det Generelle LandbrugsRegister (GLR), Cen-

tralt HusdyrbrugsRegister (CHR), Statistik-banken, DJF-geodata, oplysninger fra gød-ningsregnskab, ansøgning om enkeltbeta-ling fra Fødevareministeriet; GIS-kort over veje, vandløb, by- og skovområder, mark-blokkort, kort over forskellige lokaliteters evne til at tilbageholde kvælstof (retention), samt kort over forholdet mellem ler og kul-stofindhold i jord (Dexterindeks). Disse data er samlet i en regnearksmodel og danner udgangspunktet for fremskrivning af po-tentiel biomasseudnyttelse i 2020 i de tre scenarier.

For så vidt angår skovbiomasse er de væ-sentligste elementer omfanget af skovrejs-ning og udlæg af urørt skov, artsvalg og kulturmetoder, samt mobilisering af træ-biomasse. Scenarierne bygger på data fra

Danmarks Skovstatistik (NFI), vækstmodel-ler og på generelle sortimentsfordelinger der afspejler biomasseudnyttelsen.

De netop vedtagne randzoner på ca. 50.000 ha er ikke specifikt indregnet i scenarierne, da vi ikke har viden om, hvilke arealer de vil fortrænge. I en del tilfælde vil det dog væ-re vedvarende græs. I scenarierne har vi indregnet høst af ca. 70.000 ha vedvaren-de græs på lavbund. I miljøscenariet er det forudsat, at gødskning af græsarealerne ophører, således som det kræves for rand-zonearealet. Det antages derfor, at randzo-nearealet mere eller mindre kan indeholdes i tiltaget »høst af vedvarende græs på lav-bund«. Randzonernes miljømæssige effekt vil også være bedst, hvis de høstes, så der sikres en næringsstoffjernelse.

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

FOT

O: PA

LLE M

AD

SE

N

Page 10: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

16 17

Scenarierne viser (figur 5), at der ved at ud-nytte mere af den eksisterende biomasse-produktion (BAU) kan findes ca. 4 millioner tons tørstof årligt, ud over de ca. 4 mio. tons der udnyttes i dag i skov- og landbrug. Ved at gennemføre en række optimeringer vil det formentlig være muligt at øge bio-masseleverancen med yderligere 6 millioner tons tørstof (Biomasse). Ved at indtænke hensyn til reduceret nitratudvaskning, kul-stof i jord og biodiversitet i en øget bio-masseudnyttelse (Miljø) vil i alt kunne pro-duceres godt 11 millioner tons tørstof. Langt den største del af det yderligere bio-massepotentiale findes i landbruget.

For landbrugsdelens vedkommende vil den ekstra biomasse kunne fremskaffes ved en forbedret bjergningsteknik for halm, et æn-dret sortsvalg i retning af mere halmrige sorter og endelig ændrede dyrkningssyste-mer. De to første tiltag vil kunne iværksæt-tes indenfor en 5 års periode, mens en overgang til nye dyrkningssystemer i stor-skala næppe kan forventes implementeret inden 2020.

Scenarierne for skovbruget viser, at der i BAU scenariet i 2020 kan findes ca. 0,8 mil-lioner tons tørstof svarende nogenlunde til det, der udnyttes i dag. Ved at gennemføre en række optimeringer (Biomasse) vil det formentlig være muligt at øge biomassele-verancen fra skovbruget med yderligere med 0,75 millioner tons tørstof. Væsent-ligst er en øget mobilisering og en aktiv brug af andre træarter og nye dyrkningssy-stemer. I det miljøoptimerede scenarie er

10 millioner tons ekstra biomasse kan nås

biomasse potentialet i 2020 ca. 0,15 millio-ner tons højere end i BAU scenariet pri-mært på grund af øget skovrejsning.

Biomassetyperne kan samles i fem større kategorier, der egner sig til forskellige ener-giteknologier (fig. 6). I dag repræsenterer gul biomasse i form af halm fra korn, raps og frøgræs den største biomasseudnyttelse fra landbruget. Halmen afbrændes primært, men en mindre mængde udnyttes til bio-raffinering i en biologisk proces. Udnyttel-sen af gul biomasse kan øges yderligere,

og med forholdsvis enkle tiltag i form af ændret sortsvalg og optimeret halmhøst vil denne kategori samlet set kunne bidrage med 100 % mere end i dag.

Størst potentiale findes dog i den grønne biomasse (græs, roer o.l.) med højt vand-indhold egnet til biologisk omsætning. Fuld udnyttelse af dette potentiale vil kræve ændringer i afgrødevalget i landbruget, ud-vikling af høst og lagringsteknikker til store mængder grøn biomasse samt af effektive konverteringsteknikker. En stor del af den

grønne biomasse kan ved ændret afgrøde-valg skifte til brun kategori (hvis der plantes pil, poppel eller andre vedplanter), som eg-ner sig bedre til termokemisk omsætning. Eller der kan plantes kraftige flerårige græs-ser (f.eks. elefantgræs), der enten kan høstes grønne om efteråret eller tørre om foråret (gul kategori). Endelig er der et betydeligt potentiale i husdyrgødning (grå kategori), der formentlig bedst egner sig til biogas.

I dette arbejde er der på nær for vejgrøfter ikke opstillet scenarier for udviklingen i pro-

Figur 5. Beregnet totalt biomassepotentiale i land- og skovbrug i de tre scenarier for 2020 samt udnyttelsen til energi i 2009.

Figur 6. Biomassekategorier i scenarierne og i 2009. Gul biomasse er halm og strå. Grøn bio-masse er græs og roer. Brun biomasse er træ. Grå biomasse er husdyrgødning. Olie er rapsolie.

duktion af affaldsbiomasse og biomasse fra andre arealer end landbrug og skovbrug. Den nuværende produktion af træbiomas-se fra hegn og haver på anslået 0,7 millio-ner tons tørstof forudsættes også til stede i 2020. Miljøstyrelsen forventer, at affalds-mængden stiger fra 13,9 millioner tons i 2009 til ca. 15 millioner tons i 2020 og top-per omkring 2040 med ca. 17.5 millioner tons. Selvom disse tal ikke indeholder op-deling på affaldsfraktioner må det forven-tes, at der vil være mere affaldsbiomasse til rådighed for bioraffinaderier i fremtiden.

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

 0

 2

 4

 6

 8

 10

 12

 14

2009

BAU

Biomasse

Miljø

Millioner ton tørstof BiomassetypeHusdyrgødning

Rapsolie til energi

Skovrejsning

Småskove, hegn og haver

Eksisterende skov (2010)

Energiskov (pil og poppel)

Efterafgrøder

Vejrabatter

Grødeskæring

Høst af permanent græs på lavbundsarealer

Korn erstattet med biomasseafgrøde

Raps erstattet med biomasseafgrøder

Frøgræshalm

Halm fra korn og raps

 0

 2

 4

 6

 8

 10

 12

 14

2009

BAU

Biomasse

Miljø

Millioner ton tørstof Biomasse kategori

Grå = husdyrgødning

Sort = olie

Brun = vedmasse

Grøn = græs+urter

Gul = halm+strå

Page 11: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

18 19

Scenarierne vil påvirke arealanvendelsen af de godt 2,7 millioner ha, der er i landbru-get i dag (Fig. 7). I 2020 forventes der at være knapt 2,6 millioner ha landbrugsjord tilbage, idet der løbende overgår jord til ve-je, byggeri og skovrejsning. I 2009 udnytte-des ca. 0,04 millioner ha til bioenergipro-duktion, primært i form af rapsolie til bio-diesel (vi har regnet med at 40 % af raps-arealet anvendes til decideret bioenergipro-

duktion, idet ca. 60 % af udbyttet er raps-kage, der bruges som foder). I biomasse- og miljøscenariet øges arealet til decideret produktion til energiværker og bioraffina-derier til knapt 0,4 millioner ha. Det vil be-tyde, at arealet til fødevareproduktion vil blive reduceret med godt 0,2 millioner ha, efter at en forventet øget produktivitet på det resterende areal er indregnet. En del af det mistede areal til fødevareproduktion,

Figur 7. Arealforbrug til decideret produktion af biomasse i dansk landbrug i 2009 og i tre sce-narier for 2020. Tillige er angivet nettoeffekten på det fødevareareal, der skal til for at levere samme produktion af foder og fødevarer som i 2009.

Figur 8. Udviklingen i mængden af skovbiomasse til rådighed for bioraffinaderier fra 2000 til 2100 i de tre scenarier.

Ændret arealanvendelse

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

2055

2060

2065

2070

2075

2080

2085

2090

2095

2100

Mill

ione

r ton

s tør

stof

År

Skovbiomasse til rådighed for energi og materialer

BAU

Biomasse

Miljø

nemlig ca. 0,07 millioner ha vedvarende græs på lavbundsjord, er dog i dag ret eks-tensivt udnyttet.

Det vil til gengæld være muligt at produce-re foder i bioraffinaderierne, som kan er-statte noget af det korn, der i dag produ-ceres til foderbrug i dansk landbrug. Hvis f.eks. realistisk 10 % af tørstoffet i den gu-le og grønne biomasse omsættes til foder,

vil både i biomasse- og miljøscenariet op-nås en lidt større foderproduktion, end der mistes fra det reducerede korn- og rapsareal.

Kendetegnende for skovscenarierne er den langsomme omstilling til nye produktions-mål. Med et længere tidsperspektiv vil bio-massescenariet kunne producere 2,1 millio-ner tons tørstof i 2100, mens miljøscenariet kunne producere 1,7 millioner tons og BAU 0,95 millioner tons (figur 8).

FOT

O: PA

LLE M

AD

SE

N

FOT

O: H

EN

NIN

G JØ

RG

EN

SE

N

‐300.000

‐200.000

‐100.000

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

2009

BAU

 Biomasse

Miljø

Hektar Arealforbrug

Nye biomasseafgrøder på kornarealer

Nye biomasseafgrøder på rapsarealer

Høst af ekstensiv græs pålavbundsarealer

Ny skovrejsning på landbrugsjord

Eksisterende skov og skovrejsning pålandbrugsjord

Energiskov (pil + poppel)

Særlige kulturer til energi

Raps til olie

Påvirkning af fødevarearealet

Page 12: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

20 21

Produktion og udnyttelse af biomasse til bioraffinaderier er kontroversielt, fordi det spiller sammen med produktionen af tøm-mer og fødevarer samt med natur, miljø og landskab. Ofte antages det, at biomasseud-nyttelse har negativ indflydelse på miljø, natur og landskab – og der er da også ek-sempler på biomasseproduktion med nega-tive konsekvenser. Biomasseproduktion kan på den anden side også bidrage med posi-tive effekter på miljø og natur. Der er dog behov for mere viden om effekterne samt for politisk styring, der sikrer at de på langt sigt kloge løsninger vælges frem for de på kort sigt nemmeste. At der kan være god driftsøkonomi i at vælge løsninger, som ikke bidrager med samfundsmæssige værdier i form af forbedret miljø skyldes, at effekter-ne på miljøet i de færreste tilfælde inklude-res i prisen på produkterne.

NitratudvaskningReduceret udvaskning af nitrat fra landbrugs-arealerne er et eksempel på, hvordan miljø-et kan forbedres ved at øge udnyttelsen af biomasse. Reduceret nitratudvaskning er et højt fokuseret indsatsområde i dansk og europæisk miljøpolitik, som er blevet adres-seret i flere nationale vandmiljøplaner og nu i Vandrammedirektivet. Vi har beregnet, at gennemførslen af de tre scenarier for øget biomasseudnyttelse i landbruget kan reduce-re nitratudvaskningen fra afgrøderne med mellem 7 og 23.000 tons kvælstof årligt (tabel 2). Det kan sammenlignes med, at den samlede nitratudvaskning fra dansk landbrug er beregnet til at være ca. 157.000 ton i 2007. Til opfyldelse af Vandrammedirekti-

Hvad vil øget biomasseudnyttelse betyde for miljøet?

vet mangler stadig virkemidler til at opfylde godt halvdelen af kvælstofmålsætningen, og gennemførsel af miljøscenariet vil om-trent levere den nødvendige reduktion. I BAU- og biomasse scenarierne er det ud-nyttelsen af tørstof fra husdyrgødning, der bidrager mest til den samlede reduktion af nitratudvaskningen. Men i miljøscenariet opnås den største andel af udvaskningsre-duktionen ved omlægningen til mere miljø-venlige dyrkningssystemer (flerårige afgrø-der, flere efterafgrøder, øget skovrejsning).

Valg og fravalg er vigtigeDer er mange andre miljøeffekter tilknyttet landbrugsproduktion, og effekterne af at øge biomasseudnyttelsen kan trække i flere ret-ninger. F.eks. vil udnyttelse af kulstoffet i

husdyrgødning og halm til energi og mate-rialer betyde at mindre kulstof tilbageføres til jorden. Omvendt vil omlægning af raps eller korn til flerårige biomasseafgrøder øge lagringen af kulstof i jorden, bl.a. fordi jor-den ikke længere pløjes hvert år. Pesticid-forbruget er højt i roer og raps, men lavt i græsser og andre flerårige biomasseafgrø-der. Ved skovrejsning bruges stort set ikke pesticider. Tab af fosfor til vandmiljøet sker primært ved partikelbåret transport som følge af erosion. På risikoarealer for fosfor-erosion anbefales derfor generelt brug af flerårige afgrøder, som bedst beskytter jordoverfladen. Det er altså meget vigtigt at vi foretager valg og fravalg af biomas-seudnyttelser for at sikre en samlet set po-sitiv effekt på miljøet.

BiodiversitetBiodiversitet eller naturindhold er meget brede begreber og derfor svære at beskrive entydige effekter på. Oftest vil produktions-arealer dog have en lavere diversitet end naturarealer, hvis disse da ikke er overbela-stede med næringsstoffer, som det er til-fældet for mange af vores engarealer og vejgrøfter i dag. Høst af ca. 70.000 ha ved-varende græsarealer på lavbundsjord og 7.000 ha vejgrøfter i biomasse- og miljø-scenariet vil fjerne næringsstoffer og kan derfor bidrage til øget biodiversitet. Etable-ring af flerårige biomasseafgrøder i stedet for noget af det nuværende raps- og korn-areal i miljøscenariet kan bidrage til en øget biodiversitet på landskabsniveau, da nogle arter (f.eks. regnorme) foretrækker arealer, der ikke forstyrres hvert år. Mere sjældne plante- og dyrearter findes primært i deci-derede naturområder, herunder på nogle af de enge, hvorfra der fjernes nærings-stoffer ved biomassehøst.

Uden menneskelig indgriben ville Danmark stort set være dækket af skov, og en stor del af den truede biodiversitet er tilknyttet skov, og særligt gammel skov. Mængden og sam-mensætningen af skov har således stor be-tydning for biodiversiteten. De hjemmehø-rende træarter (f.eks. bøg, eg, ask, skovfyr og taks) er generelt bedre til at tilgodese biodiversitet end de indførte arter (f.eks.

Tabel 2. Overslag over scenariernes effekter på udvaskningen af nitrat fra landbrugsarealet (ton N årligt).

Biomassetype BAU Biomasse Miljø

Husdyrgødning -5.752 -5.752 -5.487

Energiskov (pil og poppel) -248 -248 -248

Omlægning af rapsarealer til biomasseafgrøder

-3.142 -6.085

Omlægning af kornarealer til biomasseafgrøder

775 -5.040

Skovrejsning -847 -847 -2.005

Efterafgrøder -4.212

I alt -6.846 -9.214 -23.077

ahorn, rødgran, sitkagran og douglasgran).

I miljøscenariet udlægges 47.000 ha gammel løvskov urørt. Dette vil have en positiv effekt på biodiversiteten i skov. Derudover accelere-res skovrejsning fra de nuværende ca. 1.900 har om året til 4.500 ha om året. Dette vil på kort sigt være gavnligt for kvælstofud-vaskning (se tabel 2) og jordbundsfauna, og på længere sigt også for biodiversiteten generelt.

Biomassescenariet forudsætter en oppriori-tering af nåletræ på bekostning af løvtræ. En sådan udvikling af skovenes artssammen-sætning vil alt andet lige være negativt for biodiversiteten.

Indirekte Land-Use-ChangeÉn sag er direkte effekter på miljø og natur i Danmark, men indirekte effekter i andre lande diskuteres også meget. Hvis mindre fødevareproduktion i Danmark betyder, at naturarealer i andre verdensdele lægges under plov, kan den samlede effekt på

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

FOT

O: T

HO

MA

S N

OR

D-L

AR

SE

N

Page 13: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

22 23

drivhusgasemission, miljø og natur blive negativ. Men hvis det kan lykkes os at dyr-ke bioraffinaderiafgrøder med et dobbelt så stort udbytte som i vores korn og raps-afgrøder i dag, og producere en andel fo-der eller fødevarer i bioraffinaderierne, be-høver produktionen af energi og materialer ikke at medføre en reduktion i fødevare-produktionen.

Et andet eksempel er anvendelsen af hvede-halm til bioethanol, foder og fast brændsel. Foderandelen, som kan fremstilles ud fra halmens hemicellulose, vil give en ekstra foderproduktion i størrelsesordenen 10-20 %, som skal lægges oveni det foder, der fås fra kernerne. Derved skal der bruges mindre areal til at producere den samme mængde foder samtidig med, at der pro-duceres energi i form af flydende og faste brændsler.

Lagre eller fortrænge kulstof?Skoven adskiller sig fra landbrug ved dens evne til at oplagre store mængder kulstof i den levende biomasse. Den gennemsnitlige vedmasse i danske skove er 199 kubikmeter træ pr. ha, svarende til 68 tons kulstof pr. ha. I forhold til det europæiske gennemsnit på 107 kubikmeter træ pr. ha er der meget biomasse i danske skove, men der er mulig-hed for at oplagre mere. Det er relativt nemt at øge lageret af kulstof i skovene ved at indstille hugsten og udnyttelsen af skovene, men oplagringen reducerer på

den anden side mængden af fossile brænd-sler og materialer som træet ellers vil kun-ne fortrænge. På længere sigt vil skovene dog nå en ny ligevægt og derefter ikke længere være i stand til at binde mere kul-stof. Hvornår ligevægten opstår og på hvil-ket niveau vides ikke præcist. Miljøscenariet forudsætter dels øget skov-rejsning, dels reduceret udnyttelse af sko-

Figur 9. Mængden af kulstof oplagret i levende skovbiomasse i de tre scenarier.

0

10

20

30

40

50

60

Mill

ion

er t

on

s

År

Kulstof oplagret i levende skovbiomasse

BAU

Biomasse

Miljø

vene, og rummer et betydeligt potentiale for at oplagre mere kulstof i den levende biomasse. Det estimeres, at i 2020 vil miljø-scenariet medføre, at der oplagres 48 mil-lioner tons kulstof i levende skovbiomasse mod 33 millioner tons i biomassescenariet. Det årlige biomassepotentiale i miljøscena-riet er dog tilsvarende lavere, 0,89 millioner tons tørstof i 2020 mod 1,47 millioner tons fra biomassescenariet.

FOT

O: PA

LLE M

AD

SE

N

Page 14: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

24 25

Udover omkostninger til selve biomassen forbruger bioraffineringssektoren også en række andre råvarer og halvfabrikata og tjenesteydelser, herunder enzymer og vand, energi og transportydelser. Bioraffinerings-sektorens omkostninger til raffinering af bio-massen er anslået på baggrund af en rap-port fra Bloomberg (i 2012) og af Larsen et al. (2008), justeret bl.a. for produktivitets-udviklingen ved fremstilling af enzymer. Omkostningerne er således beregnet med udgangspunkt i en ethanol teknologi og antages at være dækkende for fremtidige anlæg, hvor der bl.a. også produceres diesel og naturgas ækvivalenter. Bioraffinaderiernes omkostninger til råvarer, halvfabrikata og tjenesteydelser er således opgjort til mel-lem 8,5 mia. kr. (for BAU-scenariet) og 16 mia. kr. (for biomassescenariet) årligt, mens det for det miljøoptimerede scenario er i

Tabel 4. Afledt produktion, mia. kr.

Sektor BAU Biomasse Miljø

Landbrug, fiskeri og råstofudvinding 5,07 7,74 4,83

Industri 3,38 6,55 4,84

Energi- og vandforsyning 1,42 3,07 2,38

Bygge og anlæg 0,63 1,35 1,03

Handel, hotel og restauration 0,68 1,18 0,82

Transport, post og tele 1,06 2,22 1,69

Finansiering og forretningsservice 1,61 2,87 2,01

Offentlige og personlige tjenester 0,15 0,26 0,17

Foreninger, kultur og renovation 0,11 0,21 0,15

I alt 14,11 25,45 17,92

En forøgelse af biomasseproduktionen fra jordbruget og skovbruget samt en inddra-gelse af hidtil uudnyttet biomasse til bioraf-finering vil kunne have konsekvenser for økonomi og beskæftigelse. Der vil være ta-le om såvel direkte effekter i umiddelbart berørte sektorer som jordbrug, skovbrug og bioraffinaderier, men der kan også være tale om afledte effekter gennem disse sek-torers efterspørgsel efter råvarer og andre inputs fra andre industrier.

Der er gennemført økonomiske vurderinger for de tre alternative scenarier for udviklin-gen af en biomasse-sektor i Danmark: BAU, biomasse og miljø.

Der er opereret med fire kilder til fremskaf-felse af biomasse:• omlægning af den egentlige plantepro-

duktion, f.eks. omlægning af afgrøde-sammensætning, efterafgrøder mv.

• indsamling af eksterne biomasseressour-cer (vejrabatter, grødeskæring osv.) .

• biomasse i husdyrgødning.• øget produktion af biomasse fra skov-

bruget.

De økonomiske effekter for landbruget af en omlagt planteproduktion er beregnet ved hjælp af Fødevareøkonomisk Instituts landbrugssektormodel ESMERALDA, hvor der også tages hensyn til tilpasningen af den del af planteproduktionen, som ikke anvendes til bioraffinering. Omkostninger til høst af ekstern biomasse er estimeret på grundlag af omkostningerne til drift af ved-

varende græsarealer, og for biomasse i husdyrgødning er der regnet med en fast omkostning pr. ton tørstof til bl.a. transport. Omkostningerne for skovbrug er baseret på bl.a. afsætningsprisen for træflis.

Produktionsomkostninger i de primære erhverv I nedenstående tabel 3 er vist de foreløbige beregningsresultater for de ekstra omkost-ninger i tre scenarier i landbrug og skovbrug. Resultaterne skal fortolkes som summen af omkostninger til gødning, pesticider, energi, tjenesteydelser, maskiner og arbejdskraft (inklusiv brugerens egen arbejdsindsats) i de relevante driftsgrene (fortrinsvis raps, sukker-roer, energipil, vedvarende græs og korn).

De samlede ekstra produktionsomkostnin-ger for landbrug og skovbrug beløber sig til mellem 3,5 og 5,7 mia. kr. årligt, afhængig af det valgte scenarie. Beregningerne viser, at omkostningerne til høst af hidtil uudnyt-tede biomasseressourcer (ekstern biomasse), som f.eks. høst af permanente græsarealer i lavbundarealer og vejrabatter, grødeskæring mv. udgør en stor del af omkostningerne i

alle tre scenarier. I biomassescenariet for-udsættes der en betydelig omlægning af korn- og rapsarealer til sukkerroer, hvor omkostningerne pr. hektar er noget større end for korn, mens der i det miljøoptimere-de scenario sker en betydelig omlægning til energipil, hvor omkostningsniveauet pr hektar er en smule lavere end for korn.

Samfundsøkonomiske konsekvenserDe afledte effekter af de tre scenarier på den øvrige økonomi er analyseret ved hjælp af en såkaldt input-output model for dansk økonomi, hvor det antages at:• Der er ledig kapacitet i den øvrige øko-

nomi, således at bioraffineringssektorens efterspørgsel ikke har effekt har på in-putpriserne, herunder løndannelsen.

• Beregningerne måler den isolerede ef-fekt af en øget biomasseproduktion og -raffinering, dvs. der antages ikke at for-trænges anden produktion.

• Der er set bort fra indkomstdannelsen i selve bioraffineringssektoren i analysen på grund af utilstrækkelige data vedrø-rende økonomien (navnlig arbejdskraft- og kapitalforbrug) i bioraffinering.

Vurdering af effekter på økonomi og beskæftigelse

Tabel 3. Omkostninger til produktion af biomasse i de primære sektorer

Mia. kr. BAU Biomasse Miljø

Omlægning af landbrugets afgrødeproduktion 0,03 0,86 -0,58

Ekstern biomasse 3,08 3,76 3,20

Husdyrgødning 0,51 0,51 0,49

Øget biomasse fra skovbruget 0,38 0,77 0,46

Produktionsomkostninger i alt 4,00 5,70 3,57

størrelsesordenen 11-12 mia. kr., hvoraf ca. 90 % kommer fra indenlandske leverancer.

En fremtidig raffinering af den i de tre sce-narier specificerede biomasse vil afføde en produktion i den øvrige økonomi på mellem godt 14 og knap 26 mia. kr., hvis vi ser bort fra evt. fortrængning af eksisterende produk-tion, som f.eks. at noget af den eksisterende fossilt baserede produktion ville falde bort til fordel for en øget eksport af råolie.

Bioraffinaderiernes efterspørgsel genererer ud over produktion også en afledt beskæf-tigelse. Som det fremgår af tabel 5, vurderes 13.000 og knap 22.500 personer i de tre scenarier, heraf mellem ca. en tredjedel og halvdelen i landbrug, fiskeri og råstofind-vinding (inklusiv skovbrug).

Bioraffinaderiernes inputefterspørgsel fører endvidere til en afledt indkomstskabelse i den øvrige økonomi. Af tabel 6 fremgår det, at de tre scenarier vll føre til en afledt brut-tofaktorindkomst på mellem 5,9 og 10,9 mia. kr. Som for beskæftigelsen skabes den største indkomst også her i landbrug, fiske-ri og råstofudvinding. Dog er det relative bidrag noget mindre end det der er gæl-dende for beskæftigelsen.

De samfundsøkonomiske beregninger med-tager ikke de tilpasninger, der vil ske i den øvrige økonomi. Disse tilpasninger kan f.eks.

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

Page 15: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

26 27

Der en række etiske diskussioner især knyt-tet til brugen og produktionen af bioenergi som ofte kommer til at tage sig ud som forsimplede diskussioner mellem ’for’ og ’imod’.

Det er derfor vigtigt at få dannet et mere nuanceret billede af, hvad disse diskussio-ner egentlig drejer sig om, så det bliver mu-ligt at arbejde mere reflekteret og gennem-skueligt med anvendelse af biomasse til energi og industrielle anvendelser.

Det Etiske Råd har i sin redegørelse fra maj 2012 om bioenergi, fødevarer og etik, ta-get udgangspunkt i fire kriser/udfordringer: energi-, fødevare-, klima- og natur- og mil-jøkriser og påvirkningen af disse ud fra bl.a. et overordnet men ikke specificeret princip om ikke at skade miljøet1. Denne til-gang medfører i forhold til en øget produk-tion af biomasse til energi følgende overve-jelser fra Rådet:• En øget hjemlig produktion af biomasse

kan være etisk acceptabelt, - hvis omfanget i den globale fødevare-

produktion opretholdes og/eller føde- varepriserne ikke stiger (med indven- dingen: ikke nogen sikkerhed for dansk fødevareproduktion kommer verdens sultende til gode)

- hvis forbruget af animalske produkter nedbringes, og der kan skaffes yderli-

gere arealer (med indvendingen: hoved- parten af dansk husdyrproduktion går til eksport/ hvis dele af husdyrproduk-

tionen flyttes til andre lande, kan det gå ud over hensyn til dyrevelfærd, na- tur og miljø)

- måske, med brug af nye grønne tekno- logier (herunder genmodificering til at skaffe større udbytte)

• Det er ikke etisk acceptabelt, - hvis der er tale om afgrøder, der vil

konkurrere med fødevareproduktion, eller hvis der er tale om at sætte en truet natur yderligere under pres, eller hvis det går ud over jordens langsigtede frugtbarhed (i form af fjernelse af kul- stof i form af halm) - da øget produktion ikke er svaret, men der derimod bør fokuseres på at ned- sætte forbruget.

Som det fremgår, finder etisk råd at en dansk anvendelse af dansk produceret biomasse må betragtes som etisk forsvarligt så længe der er tale om en bæredygtig produktion.

Kan samfundet acceptere en sådan udvikling?

1 Det Etiske Råd 2012. Redegørelse om bioenergi,fødevarer og etik i en globaliseret verden. www.etiskraad.dk

Tabel 5. afledt beskæftigelse, antal personer.

Sektor BAU Biomasse Miljøoptimeret

Landbrug, fiskeri og råstofudvinding 5.978 8.897 5.448

Industri 1.842 3.558 2.623

Energi- og vandforsyning 399 857 663

Bygge og anlæg 421 863 653

Handel, hotel og restauration 823 1.455 1.020

Transport, post og tele 879 1.842 1.401

Finansiering og forretningsservice 1.607 2.865 2.016

Offentlige og personlige tjenester 246 420 276

Foreninger, kultur og renovation 112 208 149

I alt 12.306 20.965 14.249

Tabel 6. Bruttofaktorindkomst, mia. kr.

Sektor BAU Biomasse Miljøoptimeret

Landbrug, fiskeri og råstofudvinding 2,04 3,24 2,06

Industri 1,09 2,16 1,62

Energi- og vandforsyning 0,80 1,74 1,35

Bygge og anlæg 0,19 0,40 0,30

Handel, hotel og restauration 0,33 0,57 0,40

Transport, post og tele 0,43 0,61 0,69

Finansiering og forretningsservice 0,88 1,56 1,09

Offentlige og personlige tjenester 0,10 0,18 0,12

Foreninger, kultur og renovation 0,06 0,11 0,08

I alt 5,92 10,87 7,71

evalueres ved inddragelse af mere avancere-de økonomiske modelværktøjer, som f.eks. generelle ligevægtsmodeller, hvor bioraffi-naderier inkluderes på lige fod med andre sektorer i den danske økonomi. Dette vil dog kræve et mere præcist datamateriale vedrørende produktionsteknologien og markedet for raffinerede produkter end det har været muligt at opstille i forbindelse med nærværende analyse.

Som nævnt viser resultaterne de isolerede effekter af en fremtidig bioraffineringssek-tor i Danmark. F.eks. kan det tænkes, at bio-baserede produkter vil fortrænge produk-tion af fossilt baserede produkter. Resulta-terne kan således opfattes som bruttostør-relser.

Da det ikke har været muligt at fremskaffe troværdige data for kapital- og arbejds-kraftsbenyttelse har det ikke været muligt at inkludere beskæftigelse og indkomstska-belsen fra selve bioraffinaderisektoren. Derfor har det heller ikke været muligt at analysere rentabiliteten af en fremtidig bioraffinaderisektor samt dens afhængig-hed af afsætningspriser og eventuelle sub-sidier.

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

Page 16: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

28 29

Forpligtigende private offentlige partner-skaber (POP) vil være et redskab til at frem-me denne udvikling. Biorefinery Alliance er her et godt eksempel på et partnerskab, hvis formål er at fremme en grøn omstilling

Nedenfor er skitseret væsentlige områder og emner som bør indgå i kommende forsknings og udviklingsaktiviteter. Disse kan evt. kombineres i et eller flere tværgå-ende initiativer. Det er dog vigtigt at der sikres mulighed for i tilstrækkelig grad at forstå og udvikle de basale sammenhænge i biomasseproduktionen for efterfølgende at kunne anvende disse til at forbedre miljø som produktivitet. Den optimale tidsmæs-sige sammenhæng og koordinering af de enkelte forskningsbehov er vist i figur 10. Det anslåede behov for forskningsmidler hertil er i størrelsesordenen 90-120 millio-ner DKK.

Landbrug1. Potentialet i de genetiske ressourcera. Muligheder for at øge halmudbyttet i

kornafgrøder gennem forædling af sor-ter med tykkere og stærkere strå

b. Nye højtydende, flerårige græsser til grøn biomasse. Tolerance overfor abio-tisk stress (temperatur og vand) for at sikre en lang vækstsæson

c. Optimering af kvalitet til lagring og kon-vertering

2. Innovative dyrkningssystemera. Muligheder for gennem nye dyrknings-

strategier at øge halmudbyttet uden at kompromittere kerneudbyttet (plante-tæthed, timing af kvælstoftilførsel etc.)

b. Nye sædskifter med tidlig høst af højt ydende kornafgrøder (f.eks. triticale), ef-terfulgt af efterafgrøder mhp. at opnå to afgrøder pr. vækstsæson

c. Nye jordforbedringsmidler og metoder til opretholdelse af jordens kulstofpulje

d. Udnyttelse af C4-afgrøder; enten enårige i kombination med C3-afgrøder om vin-teren eller flerårige afgrøder

e. Opretholdelse af høj produktivitet ved lang rotation i græsafgrøder

3. Nye høst- og lagringsteknologiera. Opsamling af kornavner og -blade, der i

dag ikke udnyttes b. Tidligere høst af korn, gastæt lagring og

betydning for kernernes foderværdi og udbyttet af halm

c. Ensilering af fugtig biomasse og effekt på konverterbarhed

d. Forbehandling af grøn biomasse før eller efter lagring

4. Landbaseret LCA-analysea. Analyse af nye dyrkningssystemers miljø-

profil målt både pr. produktenhed og pr. areal

b. Kortlægning af regionale forskelle mel-lem robuste og sårbare jorder

c. Effekt af forskellige typer af arealanven-delse i oplande til biorafinaderier (bære-dygtighedsanalyse)

d. Både direkte og indirekte effekter på for-urening, biodiversitet, drivhusgasudled-ning samt forbrug af energi og andre ik-ke-fornybare ressourcer (LCA)

5. Socioøkonomiske og etiske aspektera. Økonomisk optimering af primærbedrif-

terne og landbrugssektorens tilpasning mod en øget biomasseproduktion til an-vendelse i bioraffinaderier

b. Tilpasning og integration af modelapparat til analyse af sektor og samfundsøkono-miske konsekvenser af udviklingsscenarier

Der er identificeret en række temaer, der vil være nødvendige for at kunne understøtte en øget leverance af biomasse ud fra de her skitserede måder.

Forskningsbehov 10 millioner tons planSom et led i arbejdet med + 10 millioner tons planen er der identificeret en række forskningsområder/temaer der samlet set vil kunne understøtte målet om at øge le-verancen af biomasse med 10 millioner tons fra dansk skov- og landbrug til en bio-energi- og bioraffinaderi sektor.

Forsknings- og udviklingsprogrammet vil kunne medvirke til at sikre mulighederne for at der kan fremskaffes 10 millioner tons ekstra biomasse fra skov- og landbrug in-denfor en rimelig tidshorisont til anvendel-se i en bioenergi og bioraffineringssektor.Et forsknings- og udviklingsprogram kan naturligvis ikke stå alene man skal under-støttes af pilot og demonstrationsfaciliteter således at resultaterne kan afprøves i fuld-skala lignende leveringskæder hvor der samtidig kan afprøves forskellige organisa-toriske modeller.

En række af de afgrøder/biomasser der ud-gør grundlaget for +10 millioner tons pla-nen er ikke traditionelle salgsafgrøder og der skal derfor sikres markedsorienterede samarbejdsformer der gør at producent (jordbruget) og aftager (bioraffinaderisek-toren) sikres både afsætning og råvarer. Det må her forventes at dette bedst kan sikres gennem længerevarende kontraktli-ge relationer.

Virkemidler for at nå målet

Hverken industrien eller jordbruget vil dog gå ind i en så væsentlig omlægning af pro-duktionen og opbygningen af bioraffinade-rier uden der er sikret et marked for de bioraffinerede produkter.

For landbrugets vedkommende vil den eks-tra biomasse kunne fremskaffes ved en for-bedret bjergningsteknik for halm, et æn-dret sortsvalg i retning af mere halmrige sorter og endelig ændrede dyrkningssyste-mer. De to første tiltag vil kunne iværksæt-tes indenfor en 5 års periode, mens en overgang til nye dyrkningssystemer i stor-

skala næppe kan forventes implementeret inden 2020.

For skovbrugets vedkommende vil en øget mobilisering af biomasse kunne iværksæt-tes indenfor en kort tidshorisont, mens for-ædling og tilplantning med andre træarter i sagens natur har et længere forløb.

Der er brug en politisk strategi der opstiller nogle klare mål for udviklingen af en bio-baseret økonomi og en koordineret anven-delse af tilskud og støtteordninger i fornø-dent omfang for at sikre udviklingen

Figur 10. Tidslinje for iværksættelse og implementering af forskningsaktiviteter og resultater, der er nødvendige for at sikre at målene i 10 millioner tons planen kan nås til tiden og på bæredygtig vis.

2012 2015 2020

4. Landbaseret LCA-analyse 8. Ressourcer – potentialer og klimaeffekter

6. Forædling og produktion i skov

1. Potentialet i de genetiske ressourcer i landbrug

2. Innovative dyrkningssystemer 3. Nye høst- og lagringsteknologier 7. Management systemer i skov - drifts- og samfundsøkonomisk analyser

Tidshorisont: 2-3 år

Tidshorisont: min. 5 år Tidshorisont: 3-4 år

Tidshorisont: 5-15 år

FOT

O: U

FFE JØ

RG

EN

SE

N

Page 17: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

30 31

Kolofon

mod en biobaseret økonomi.c. Indbygning af en egentlig bioraffinaderi

sektor i en samfundsøkonomiske sektor-model.

d. Forståelse af bæredygtighedsudfordrin-ger – bagvedliggende værdier og mulige konflikter ved afvejning af hensyn

e. Håndtering af bæredygtighedsudfordrin-ger – betydning af governance-strategier i en national og international kontekst

Skovbrug6. Forædling, produktion i skova. Forædling af skovtræarter i forhold til

produktivitet og kvalitet i relation til nye efterspørgselsmønstre

7. Management systemer - drifts- og sam-fundsøkonomisk analyser

a. Udvikling og implementering af nye ma-nagementsystemer for øget mobilisering af skovbiomasse

b. Drifts- og samfundsøkonomisk optime-ring af nye managementsystemer

8. Ressourcer - potentialer og klimaeffektera. Analyse af potentialer for øget mobilise-

ring af biomasse fra skove

b. Analyse af klima trade-offs mellem op-lagring af C i skove og fortrængning af fossilt C, herunder LCA – nationalt og globalt

c. Opgørelse af vedmasseressourcer uden for skove og analyse af produktion- og anvendelsespotentiale

d. Analyse af bæredygtighed og langsigtet produktivitet ved øget biomasseproduk-tion

e. Analyse og dokumentation af miljøeffek-ter - og herunder effekt ift. biodiversitet - ved øget biomasseproduktion

Politiske virkemidler Det er vigtigt, at der er entydige politiske signaler og helst en klar politisk strategi der opstiller mål for opbygningen af et bioba-seret samfund.• Tilpassede støtteprogrammer.• Støtte til opbygning af markeder

Organisation og demonstrationDer skal opbygges en organisation af alle interessenter i bio-værdikæden der kan sik-re adgang til pilot- og demonstrationsfacili-teter.

Titel+ 10 mio. tons planen – muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier

Forfattere/redaktørerMorten Gylling1, Uffe Jørgensen2, Niclas Scott Bentsen1, Inge T. Kristensen2, Tommy Dalgaard2, Claus Felby1 og Vivian Kvist Johannsen1

1 Københavns Universitet2 Aarhus Universitet

ForsidefotosHenning Jørgensen, Københavns Universitet

UdgiverFødevareøkonomisk InstitutDet Natur- og Biovidenskabelige fakultetKøbenhavns UniversitetRolighedsvej 25, 1958 Frederiksberg C

Layout og dtpKarin I. Kristensen, Københavns Universitet

ISBN978-87-92591-16-6 978-87-92591-19-7 (on-line)

Bedes citeretMorten Gylling, Uffe Jørgensen og Niclas Scott Bentsen (2012): + 10 mio. tons planen – muligheder for en øget dansk produktion af bæredygtig biomasse til bioraffinaderier, Frederiksberg, 2012. 32 s. ill.

TrykPrinfo Aalborg

FOT

O: LE

A V

IG M

CK

INN

EY

Page 18: curis.ku.dk · ninger, veje og anden infrastruktur m.m. fraktioner genanvendes til papir og pap Biomasseproduktion Land- og skovbrug Den høstede biomasse fra land- og skov-brug udgør

kø b e n h av n s u n i ve r s i t e t

AARHUS UNIVERSITET AU

Københavns UniversitetDet Natur- og Biovidenskabelige fakultetFødevareøkonomisk Institut, Rolighedsvej 251958 Frederiksberg C

Aarhus UniversitetInstitut for Agroøkologi - Klima og BioenergiHøegh-Guldbergs Gade 10 8000 Aarhus